JP2023142443A - electrolyte analyzer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電解質分析装置に関する。 The present invention relates to an electrolyte analyzer.
電位計測(ポテンショメトリック)によって分析する電解質濃度分析装置では、イオン選択性電極(イオン電極)のイオン感応膜と試料液(検体)との固液界面に生じた電位を取得し、濃度に換算することで分析している。このイオン感応膜と試料液との固液界面に生じる電位は、試料液中の測定対象イオン活量によって変化する(ネルンスト応答)。その測定の簡便さから、イオン選択性電極は、食品や工場用水・排水、生体試料などの液体試料中の電解質濃度分析で利用されている。電位を取得する際は、電極のイオン感応膜に試料液を接触させ、電位が安定したタイミングで計測する。 In an electrolyte concentration analyzer that performs analysis by potentiometric measurement, the potential generated at the solid-liquid interface between the ion-sensitive membrane of the ion-selective electrode (ion electrode) and the sample liquid (analyte) is obtained and converted into concentration. This is what I am analyzing. The potential generated at the solid-liquid interface between the ion-sensitive membrane and the sample liquid changes depending on the activity of the ion to be measured in the sample liquid (Nernst response). Due to the ease of measurement, ion-selective electrodes are used to analyze electrolyte concentrations in liquid samples such as food, industrial water/wastewater, and biological samples. When acquiring the potential, the sample solution is brought into contact with the ion-sensitive membrane of the electrode, and the measurement is performed when the potential becomes stable.
通常、イオン選択性電極の測定対象イオンは特定の1種類であり、複数種イオンを検出するには、同数の電極が必要となる。また、イオン選択性電極は、測定対象イオン以外のイオンの影響を受け難いよう、イオン選択性を高めた電極が好適とされる。しかし、陰イオン選択性電極は技術的にイオン選択性の向上が難しく、陽イオン選択性電極に比べ妨害イオンの影響を受けやすい。 Usually, an ion-selective electrode measures one specific type of ion, and the same number of electrodes are required to detect multiple types of ions. Further, the ion-selective electrode is preferably an electrode with enhanced ion selectivity so as to be less susceptible to the influence of ions other than the ions to be measured. However, it is technically difficult to improve the ion selectivity of anion-selective electrodes, and they are more susceptible to interfering ions than cation-selective electrodes.
生化学自動分析装置に搭載される電解質濃度測定装置を例に説明する。そこで分析される検体は、血清などの生体試料であるため、検体中のイオン種やイオン濃度がある程度決まっており、イオン濃度の比較的小さな違いを高スループットで分析することが求められる。生化学分析における電解質項目で良く実施される項目はNa,K,Clイオンの3種類である。 An example of an electrolyte concentration measuring device installed in an automatic biochemical analyzer will be explained. Since the specimen to be analyzed is a biological sample such as serum, the ion species and ion concentration in the specimen are determined to some extent, and it is required to analyze relatively small differences in ion concentration with high throughput. The three types of electrolyte items commonly used in biochemical analysis are Na, K, and Cl ions.
NaイオンやKイオンなどの陽イオンに関しては、高いイオン選択性を有するイオン感応膜が知られており、妨害イオンの影響を受け難い。一方で、Clイオンなどの陰イオン選択性電極は、親水性イオンと親油性イオンの両方に対して影響を受け難いイオン感応膜を作るのは技術的に難しい。そのため、測定方法を工夫することで、分析精度を向上させている。 Regarding cations such as Na ions and K ions, ion-sensitive membranes having high ion selectivity are known and are not easily affected by interfering ions. On the other hand, it is technically difficult to create an ion-sensitive membrane that is not susceptible to both hydrophilic ions and lipophilic ions using an anion-selective electrode such as Cl ions. Therefore, analysis accuracy is improved by devising measurement methods.
例えば、妨害イオンを含んだ検体の標準的な条件のマトリックスを使ってキャリブレーションする方法がある。しかし、この方法でも、通常とは異なる濃度や種類の妨害イオンを有する検体の場合は、妨害イオンの影響をキャンセルできずに、イオン濃度分析結果に影響する可能性がある。例えば、凍結乾燥させたコントロール血清(重炭酸イオン(HCO3 -)濃度が低い)や、通常含まないイオンを含有した薬剤を投与中の患者検体などである。 For example, there is a method of calibrating using a matrix of standard conditions for specimens containing interfering ions. However, even with this method, in the case of a sample containing interfering ions of a concentration or type different from normal, the influence of the interfering ions cannot be canceled, which may affect the ion concentration analysis results. Examples include lyophilized control serum (low bicarbonate ion (HCO 3 − ) concentration), and patient specimens receiving drugs containing ions not normally present.
このような、妨害イオンの種類や濃度がイレギュラーな検体にも対応できる技術として特許文献1~3のような技術が開示されている。
Technologies such as those disclosed in
特許文献1では、「塩素イオン選択性電極であるベース電極の他に、ベース電極よりも親油性のイオンに対する選択係数の大きい第1の補助電極と、親水性のイオンに対する選択係数の大きい第2の補助電極を備え、補助電極による測定値が、ベース電極の測定値より大きな値で、差が設定値を越えるとアラームを発生する。」という技術が開示されている。
In
また、特許文献2では、「液体を複数の電極と接触させることを含み、各電極は、液体中の選択されたイオンの感知に応答して信号を生成するように構成される。選択されたイオンと、電極の1つで検出された液体中の他のイオンとの間のイオン干渉および/または電極間の電極干渉をニューラルネットワークアルゴリズムを使用して計算する、既知のイオン濃度と既知のイオン濃度とを示すトレーニングデータの比較の結果に基づいて。前記イオン干渉および/または前記電極干渉を補償する。」という技術が開示されている。 Additionally, US Pat. Known ion concentration and known ion interference between the ion and other ions in the liquid detected at one of the electrodes and/or electrode interference between the electrodes using a neural network algorithm Compensating for the ionic interference and/or the electrode interference based on the results of a comparison of training data indicating the concentration.
特許文献3では、「イオン選択電極の選択係数を算出した結果と、試料の中に含まれる共存イオン濃度を計測した結果とを用いて、試料の中に含まれる対象イオン濃度を算出する。」という技術が開示されている。
In
従来の技術において、妨害イオンの種類または濃度を決定することは困難であるという課題があった。たとえば、特許文献1および2の技術では、選択性の異なる複数の電極での測定値を必要とする。また、たとえば、特許文献3では別の分析手法で妨害イオン濃度を求める必要がある。
A problem with conventional techniques is that it is difficult to determine the type or concentration of interfering ions. For example, the techniques disclosed in
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、妨害イオンの種類または濃度をより容易に決定できる電解質分析装置を提供することを、1つの目的とする。 The present invention was made to solve such problems, and one object thereof is to provide an electrolyte analyzer that can more easily determine the type or concentration of interfering ions.
また、1つの電極でそのような決定ができる電解質分析装置を提供することを、1つの目的とする。 Another object of the present invention is to provide an electrolyte analyzer that can make such a determination using one electrode.
本発明に係る電解質分析装置の一例は、
イオン選択性電極を有し、電位計測を用いる電解質分析装置において、
妨害イオンに対する経時的な電位変化の関係を格納した記憶部を有しており、
前記イオン選択性電極に検体が接液した後、前記検体の液静止中に前記イオン選択性電極から得られる経時的な電位変化に基づき、前記妨害イオンの影響を検知する妨害イオン解析部を有する
ことを特徴とする。
An example of the electrolyte analyzer according to the present invention is
In an electrolyte analyzer that has an ion-selective electrode and uses potential measurement,
It has a memory section that stores the relationship of potential changes over time with respect to interfering ions,
After the sample comes into contact with the ion-selective electrode, the sample includes an interfering ion analysis unit that detects the influence of the interfering ions based on a potential change over time obtained from the ion-selective electrode while the sample is still. It is characterized by
本発明に係る電解質分析装置は、妨害イオンの種類または濃度をより容易に決定できる。また、一例によれば、1つの電極でそのような決定ができる。 The electrolyte analyzer according to the present invention can more easily determine the type or concentration of interfering ions. Also, according to one example, one electrode can make such a determination.
本発明者らは電解質濃度測定装置において、より信頼性の高い分析を実現するために、妨害イオンの影響を検知および低減する方法について研究開発を行った。その結果、より容易に(たとえば追加の電極やセンサを設置することなく)、従来困難であった妨害イオンの検出が可能であることを見出した。また、この妨害イオンの情報を活用することでより安定した分析を実施する装置を実現した。 The present inventors conducted research and development on a method for detecting and reducing the influence of interfering ions in an electrolyte concentration measuring device in order to achieve more reliable analysis. As a result, they found that it is possible to more easily detect interfering ions (for example, without installing additional electrodes or sensors), which has been difficult in the past. Furthermore, by utilizing information on these interfering ions, we have created a device that can perform more stable analysis.
以下に、図を用いて本発明の実施例を説明する。
[実施例1]
図1は、本発明の実施例1に関わるフロー型の電解質濃度測定装置の一例を示す概略図である。電解質濃度測定装置100は、イオン選択性電極を有し、電位計測を用いる電解質分析装置である。本実施例の特徴は、特に、電解質濃度測定装置100の測定対象イオンが陰イオンであるClイオン電極の測定結果にあり、陰イオンの妨害イオンの検知を可能としている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[Example 1]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a flow type electrolyte concentration measuring device according to Example 1 of the present invention. The electrolyte
本実施例の装置は、Na,K,Clイオンの3種のイオン濃度を分析する装置であって、各イオン濃度の分析結果とともに、Clイオン濃度測定が妨害イオンの影響を受けたか否かを判別結果が出力される。 The device of this example is a device that analyzes the concentration of three types of ions, Na, K, and Cl ions, and together with the analysis results of each ion concentration, it also analyzes whether or not the Cl ion concentration measurement was affected by interfering ions. The determination result is output.
なお、感応膜内の固定化された電荷に対するカウンターイオンのことを主イオン(Clイオン電極の場合はClイオン)と呼び、主イオンと同符号の電荷を有し、かつ主イオン以外のイオン種のことを妨害イオンと呼ぶ。 Note that the counter ion to the fixed charge in the sensitive membrane is called the main ion (Cl ion in the case of a Cl ion electrode). are called interfering ions.
電解質濃度測定装置100は、測定部170、電位測定部171、濃度算出部172、出力部174、装置制御部175、入力部176、妨害イオン解析部181、記憶部182を備えている。
The electrolyte
測定部170は、イオン選択性電極として、Clイオン電極101(塩素イオン電極)、Kイオン電極102(カリウムイオン電極)、Naイオン電極103(ナトリウムイオン電極)の3種類の電極を備える。また、比較電極104を備える。Clイオン電極101の感応膜には、高密度の固定電荷を有する陰イオン交換膜をベースとしたイオン感応膜を用いている。
The
本実施例では、イオン選択性電極はフロー型イオン選択性電極である。フロー型イオン選択性電極を用いると、液体が静止した直後の電位変化を測定しやすいため好適である。 In this example, the ion selective electrode is a flow type ion selective electrode. It is preferable to use a flow type ion-selective electrode because it is easy to measure potential changes immediately after the liquid comes to rest.
希釈槽110内には、検体ノズル(図示せず)から分注された検体と希釈液供給ノズル108から分注された希釈液とが混ざり合った希釈された検体、もしくは、内部標準液供給ノズル109から分注された内部標準液が一時的に溜められる。シッパーノズル107が希釈槽110内に降下し、希釈槽110内の希釈された検体もしくは内部標準液をシッパーシリンジ133でイオン選択性電極(Clイオン電極101、Kイオン電極102およびNaイオン電極103。以下同様)の流路に導入する。また、シッパーシリンジを用いて、比較電極104の流路に比較電極液ボトル161から比較電極液が導入される。この間に、希釈槽110に残った希釈された検体もしくは内部標準液は、真空吸引ノズル106が降下し、吸引され、廃液タンク111に排出される。廃液タンク111には真空ポンプ112が接続されている。
Inside the
ここで、電極の流路内へ液を導入する際の機構部分の詳細動作について述べる。まず、イオン選択性電極の流路に希釈槽内の液を導入する際は、電磁弁121と電磁弁125を閉じ、ピンチ弁105と電磁弁122を開け、シッパーノズル107を希釈槽110の中に下ろし、シッパーシリンジ133を引く。続いて、比較電極104の流路に比較電極液を導入する際は、電磁弁121を開け、ピンチ弁105を閉じ、シッパーシリンジ133を引くことで、比較電極液ボトル161から比較電極液が比較電極104の流路に導入される。また、シッパーシリンジにたまった液を排出するために、電磁弁122を閉じ、電磁弁125を開け、シッパーシリンジ133を押す。
Here, the detailed operation of the mechanical part when introducing the liquid into the flow path of the electrode will be described. First, when introducing the liquid in the dilution tank into the flow path of the ion-selective electrode, close the
また、電磁弁123、電磁弁124、電磁弁126、電磁弁127、内部標準液用シリンジポンプ131が設けられている。
Further, a
なお、比較電極104の流路に導入された比較電極液とイオン選択性電極に導入された液とは液絡部120で接触し、イオン選択性電極と比較電極104とが液を通じて電気的接続された状態となる。このときに、比較電極104と各イオン選択性電極との間の起電力(電位)はイオン選択性電極の流路に導入された液中の測定対象イオン濃度などによって変化する。
The reference electrode solution introduced into the flow path of the
これら一連の分析動作中の電位情報は電位測定部171で取得される。妨害イオン解析部181は、電位測定部171から、液をイオン選択性電極の流路に導入した後の液静止時の電位波形を受け取り、記憶部182に記憶された情報を用いて、妨害イオンの影響に関する解析を行う。
Potential information during these series of analysis operations is acquired by the
濃度算出部172は、電位測定部171から、濃度算出に適した安定したタイミングでの測定電位を受け取り、測定対象イオンの濃度を算出する。
The
出力部174は、装置制御部175から受け取った装置の動作状況や、濃度算出部172および妨害イオン解析部181での解析結果を表示する。入力部176からは、オペレーターが検体情報や各種パラメータ、装置動作命令などを入力することができる。算出方法の詳細は後述する。
The
次に、図2を用いて、電解質濃度測定装置100の立上げ時のフローを説明する。まず、立上げ時の手順について説明する。電解質濃度測定装置100を立上げ(S201)、電極を設置し(S202)、試薬ボトルを設置する(S203)。試薬プライムを行いシリンジポンプや流路内を新しい試薬で置換し、充填する(S204)。内部標準液の連続測定を行い電極の電位が安定していることを確認する(S205)。各イオン選択性電極の検量線を求めるために、2種類の既知濃度の標準液を測定し、スロープを算出する(S206)。続いて、内部標準液濃度を算出する(S207)。
Next, the flow when starting up the electrolyte
ここで、S206とS207の具体的な操作について説明する。既知低濃度標準液を分注ノズル(図示せず)で希釈槽110に分注した後、希釈液用シリンジポンプ132を用いて希釈液ボトル151内の希釈液を希釈槽に分注し、設定した割合Dで既知低濃度標準液を希釈する。希釈槽110中の希釈した既知低濃度標準液をシッパーノズル107から吸引し、各イオン選択性電極の流路に導入する。
Here, specific operations in S206 and S207 will be explained. After dispensing a known low concentration standard solution into the
その後、比較電極液ボトル161内から比較電極104の流路に比較電極液を導入する。液絡部では比較電極液と希釈した既知低濃度標準液が接触する。希釈した標準液を電極流路に導入した直後から液静止中における、各イオン選択性電極と比較電極104との間の各起電力を電位測定部171で測定する。
Thereafter, a reference electrode solution is introduced into the flow path of the
その間に、希釈槽110内に残った液を真空吸引ノズル106で吸い上げた後、希釈槽110に内部標準液ボトル141内の内部標準液を分注する。シッパーノズル107から希釈槽110内の内部標準液を吸引し、各イオン選択性電極の流路を内部標準液で満たし、比較電極液ボトル161内から比較電極104の流路に比較電極液を導入する。
In the meantime, the liquid remaining in the
内部標準液を電極流路に導入した直後から液静止中における、各電極の起電力を電位測定部171で測定する。また、その間に、希釈槽110内に残った液を真空吸引ノズルで吸い上げた後、既知高濃度標準液を分注ノズル(図示せず)で希釈槽110に分注後、希釈液用シリンジポンプ132を用いて希釈液ボトル151内の希釈液を希釈槽に分注し、設定した割合Dで既知高濃度標準液を希釈する。
The electromotive force of each electrode is measured by the
希釈槽中の希釈した既知高濃度標準液をシッパーノズルから吸引し、各イオン選択性電極の流路に導入する。その後、比較電極液ボトル161内から比較電極104の流路に比較電極液を導入する。液絡部では比較電極液と希釈した既知高濃度標準液が接触する。
The diluted standard solution of known high concentration in the dilution tank is sucked through the sipper nozzle and introduced into the flow path of each ion-selective electrode. Thereafter, a reference electrode solution is introduced into the flow path of the
希釈した標準液を電極流路に導入した直後から液静止中における、各イオン選択性電極と比較電極104との間の各起電力を電位測定部171で測定する。その間に、希釈槽110内に残った液を真空吸引ノズルで吸い上げた後、希釈槽110に内部標準液ボトル141内の内部標準液を分注する。シッパーノズルから希釈槽内の内部標準液を吸引し、各イオン選択性電極の流路を内部標準液で満たし、比較電極液ボトル161内から比較電極104の流路に比較電極液を導入する。
Immediately after the diluted standard solution is introduced into the electrode channel and while the solution is stationary, each electromotive force between each ion-selective electrode and the
内部標準液を電極流路に導入した直後から液静止中における、各電極の起電力を電位測定部171で測定する。また、希釈槽110内に残った液を真空吸引ノズルで吸い上げる。
The electromotive force of each electrode is measured by the
上記のように電位測定部171では、低濃度標準液と高濃度標準液、内部標準液の3種の液について、導入直後から液静止中の電位波形が得られる。濃度算出部172は、電位測定部171で得られた電位波形のうち、最も電位が安定した時間領域の電位値(電位差)を受け取り、それを各液の測定起電力(EMF)とする。なお、上記のシーケンスによると内部標準液の波形は2度得られるが、同じ組成の液であり、原理的には同じ値が得られる。同じ値がいられない場合は、直前に測定した液の残りによる影響などが考えられる。その情報を用いてスロープ感度や内部標準液濃度算出時に補正を行っても良い。また、装置状態のアラームや装置メンテナンスの時期指標にすることもできる。
As described above, the
濃度算出部172は、電位測定部171から受け取った起電力から下記の式(1)を用いて、検量線に相当するスロープ感度SLを算出する。
(A)スロープ感度
SL=(EMFH-EMFL)/(LogCH-LogCL) … 式(1)
The
(A) Slope sensitivity SL=(EMF H - EMF L )/(LogC H -LogC L )...Equation (1)
ただし
SL:スロープ感度
EMFH:既知高濃度標準液の測定起電力
EMFL:既知低濃度標準液の測定起電力
CH:高濃度標準液の既知濃度値
CL:低濃度標準液の既知濃度値
However, SL: Slope sensitivity EMF H : Measured electromotive force of known high concentration standard solution EMF L : Measured electromotive force of known low concentration standard solution C H : Known concentration value of high concentration standard solution CL : Known concentration of low concentration standard solution value
以上の操作をキャリブレーションと呼ぶ。なお、スロープ感度SLは、以下のネルンスト式のうち、「2.303×(RT/zF)」の部分に相当する。
ネルンスト式:E=E0+2.303×(RT/zF)×log(f×C)
(ただしE0:測定系により定まる一定電位、z:測定対象イオンの価数、F:ファラデー定数、R:気体定数、T:絶対温度、f:活量係数、C:イオン濃度)
The above operation is called calibration. Note that the slope sensitivity SL corresponds to the "2.303×(RT/zF)" part of the Nernst equation below.
Nernst equation: E=E0+2.303×(RT/zF)×log(f×C)
(E0: constant potential determined by the measurement system, z: valence of the ion to be measured, F: Faraday constant, R: gas constant, T: absolute temperature, f: activity coefficient, C: ion concentration)
スロープ感度SLは、温度と測定対象イオンの価数から計算で求めることができるが、より分析精度を高めるため、本実施例では上記のキャリブレーションによって電極固有のスロープ感度SLを求めている。 The slope sensitivity SL can be calculated from the temperature and the valence of the ion to be measured, but in order to further improve the analytical accuracy, in this example, the slope sensitivity SL unique to the electrode is determined by the above-mentioned calibration.
続いて、スロープ感度と内部標準液の起電力から内部標準液濃度を算出する。
(B)内部標準液濃度
CIS=CL×10a … 式(2)
a=(EMFIS-EMFL)/SL … 式(3)
Next, the internal standard solution concentration is calculated from the slope sensitivity and the electromotive force of the internal standard solution.
(B) Internal standard solution concentration C IS = C L ×10 a ... Formula (2)
a=(EMF IS -EMF L )/SL... Formula (3)
ただし
CIS:内部標準液濃度
EMFIS:内部標準液の起電力
However, CIS : Internal standard solution concentration EMF IS : Internal standard solution electromotive force
以上、具体的なキャリブレーション方法の例を上記したが、この手順にかかわらず、イオン濃度の異なる2種類以上の液を流路にそれぞれ導入し、起電力を測定できれば、異なる手順でも良い。なお、上記の標準液に重炭酸イオンなどの妨害イオンを含んでいても良い。また、血清試料や尿試料に似た組成の標準試料を測定し、さらにキャリブレーションの補正を行っても良い。 A specific example of a calibration method has been described above, but regardless of this procedure, a different procedure may be used as long as two or more types of liquids having different ion concentrations can be introduced into the flow path and the electromotive force can be measured. Note that the above standard solution may contain interfering ions such as bicarbonate ions. Alternatively, a standard sample having a composition similar to a serum sample or urine sample may be measured and further calibration correction may be performed.
キャリブレーション後、血清や尿などを検体として分析を行う。次に、図3を用いて、本実施例における連続分析時のフローを説明する。 After calibration, analysis is performed using samples such as serum or urine. Next, the flow during continuous analysis in this example will be explained using FIG. 3.
具体的には、測定動作を開始する(S301)と、希釈槽に内部標準液ボトル141内の内部標準液を分注する。シッパーノズル107から希釈槽内の内部標準液を吸引し、各イオン選択性電極の流路を内部標準液で満たし、比較電極液ボトル161内から比較電極104の流路に比較電極液を導入する(S302)。
Specifically, when the measurement operation is started (S301), the internal standard solution in the internal
内部標準液を電極流路に導入した直後から液静止中における、各電極の起電力を電位測定部171で測定する(S303)。その間に、希釈槽110内に残った液を真空吸引ノズルで吸い上げた後、検体を分注ノズル(図示せず)で希釈槽110に分注した後、希釈液用シリンジポンプ132を用いて希釈液ボトル151内の希釈液を希釈槽に分注し、設定した割合Dで検体を希釈する。
The electromotive force of each electrode is measured by the
希釈槽110中の希釈した検体(試料)をシッパーノズルから吸引し、各イオン選択性電極の流路に満たし、比較電極液ボトル161内から比較電極104の流路に比較電極液を導入する(S304)。
The diluted specimen (sample) in the
試料を電極流路に導入した直後から液静止中における、各電極の起電力を電位測定部171で測定する(S305)。また、希釈槽に残った液を真空吸引ノズルで吸い上げる。
The electromotive force of each electrode is measured by the
次に、濃度算出部172にて、電位測定部171から濃度算出用の電位値を抜き出し(S306)、上記のスロープ感度と内部標準液濃度から、下記の式(4)(5)を用いて検体の濃度を算出する(S308)。
(C)検体の濃度
CS=CIS×10b … 式(4)
b=(EMFIS-EMFS)/SL … 式(5)
Next, the
(C) Concentration of specimen C S = C IS ×10 b ... Formula (4)
b=(EMF IS -EMF S )/SL...Equation (5)
ただし
CS:検体濃度
EMFS:検体の測定起電力
However, CS : Sample concentration EMF S : Measured electromotive force of sample
本実施例装置は、検体測定前に測定する、濃度が一定の内部標準液の測定電位の値から、検体測定の算出補正を行っているため、膜表面の変化や温度変化などの緩やかな電位変動(電位ドリフト現象)が起こっても、正確な測定が実現できる。なお、検体測定前だけではなく、検体測定前後の内部標準液の測定電位を用いても良い。 This example device corrects the calculation of the sample measurement based on the measured potential value of the internal standard solution with a constant concentration, which is measured before sample measurement. Even if fluctuations (potential drift phenomenon) occur, accurate measurements can be achieved. Note that the measured potential of the internal standard solution may be used not only before the sample measurement but also before and after the sample measurement.
それとは別に、妨害イオン解析部181は、電位測定部171から妨害イオン解析用の電位波形を抜き出す(S321)。
Separately, the interfering
さらに、妨害イオン解析部181は、電位測定部171から温度解析用の電位波形を抜き出し(S331)、温度影響を算出した(S332)結果を用いて、S321で抜き出した妨害イオン解析用の電位波形における温度影響を補正し(S322)、妨害イオンの影響を算出(S323)する。このように、妨害イオン解析部181は、イオン選択性電極に検体が接液した後、検体の液静止中にイオン選択性電極から得られる経時的な電位変化に基づき、妨害イオンの影響を検知する。
Furthermore, the interfering
そして、妨害イオン解析部181は、妨害イオン影響検知結果を測定対象イオン濃度結果とともに出力部174に表示する(S309)。とくに、出力部174は、妨害イオンの影響の検知結果を表示する。これによって、使用者は妨害イオンの影響を知ることができる。
Then, the interfering
次の検体の測定をする場合は再びS302に戻り、そうでなければ測定終了(S311)する(S310)。 If the next specimen is to be measured, the process returns to S302; if not, the measurement ends (S311) (S310).
なお、本実施例装置では、S321とS331では、検体測定時だけでなく、内部標準液測定時の電位波形を抜き出しており、その波形から装置状態の変動などを確認するために用いている。 In addition, in the apparatus of this embodiment, in S321 and S331, the potential waveform not only when measuring the specimen but also when measuring the internal standard solution is extracted, and the waveform is used to confirm changes in the apparatus state.
ここで、妨害イオンの影響算出方法について述べる。図4に、本実施例における試料液測定時の1サイクルでの全時間領域の電位波形を示す。時間領域として、主に(a)試料液導入時、(b)液静止時、(c)比較電極液導入時、(d)液静止時に分けられる。 Here, a method for calculating the influence of interfering ions will be described. FIG. 4 shows the potential waveform of the entire time domain in one cycle during sample liquid measurement in this example. The time domain is mainly divided into (a) when the sample liquid is introduced, (b) when the liquid is stationary, (c) when the reference electrode liquid is introduced, and (d) when the liquid is stationary.
(a)試料液導入時や、(c)比較電極液導入時は、電磁弁やピンチ弁、シリンジポンプなどの動作による振動や液流動、電気的ノイズが発生するため、電位波形が乱れる。本実施例の妨害イオン解析用の電位波形(S321)として、(b)および(d)の液静止時の時間領域を抜き出す。なお、電位波形は、連続した波形または多数の時刻における値を含む波形でなくともよく、液静止時におけるの時刻の異なる2点以上の電位値を含んでいればよい。 When introducing (a) a sample liquid or (c) introducing a reference electrode liquid, vibrations, liquid flow, and electrical noise are generated due to the operation of the solenoid valve, pinch valve, syringe pump, etc., and therefore the potential waveform is disturbed. As the potential waveform (S321) for interfering ion analysis in this example, the time domain when the liquid is stationary in (b) and (d) is extracted. Note that the potential waveform does not need to be a continuous waveform or a waveform that includes values at many times, but only needs to include potential values at two or more different times when the liquid is stationary.
S321で得られた電位波形は後述の温度影響補正が行われる。記憶部182には、この時間領域における電位波形と妨害イオンとの相関関係が記憶されており、記憶部の情報を用いて、温度補正された電位波形を解析することで、妨害イオンの影響を算出できる。
The potential waveform obtained in S321 is subjected to temperature influence correction, which will be described later. The
記憶部182は、妨害イオンに対する経時的な電位変化の関係を格納している。たとえば、妨害イオン解析部181は、電位波形の変化の方向に基づき、妨害イオンの種類を特定する。具体例として、電位波形の時間的な傾きが正の場合、Br-やSCN-など親油性の妨害イオンが含まれると判断する。時間的な傾きが負の場合、HCO3
-など親水性の妨害イオンが含まれると判断する。このようにして、妨害イオンの種類を特定することができる。
The
また、記憶部182に格納された情報と照合することで、傾きの大きさから妨害イオンの種類または濃度を推測できる。また、妨害イオンの種類がわかっている場合には、妨害イオン解析部181は、電位波形の変化の傾きに基づき、傾きの大きさに応じて妨害イオンの濃度を算出する。このようにして、妨害イオンの濃度を算出することができる。
Furthermore, by comparing the information stored in the
なお、記憶部182に保存されている情報は装置出荷までに入力されているものを用いても良いが、入力部176を使ってユーザーが使用する装置状態や電極の特性に合わせて入力することができる。
Note that the information stored in the
たとえば、入力部176は、検体に関する情報を記憶部182に入力するために用いられてもよい。検体に関する情報は、たとえば検体に含まれる可能性のある薬剤の種類を表すものであってもよく、記憶部182は、薬剤の種類と、その薬剤の含まれる妨害イオンの種類とを関連付けて格納していてもよい。このようにすると、薬剤の種類を入力することにより、妨害イオンの種類が特定されるので、妨害イオンの濃度がより正確に推定できる。
For example, the
ここで、イオンの親水性と親油性について説明する。タンパク質を塩析するのに必要となる最小濃度がイオン種によって異なり、その順列はホフマイスターシリーズとして知られる。陰イオンに関しては、
SO4
->HCO3
->Cl->Br->NO3
->I->SCN-
であり、左側が親水性イオン、右側が親油性イオンと呼ばれる。一般的に、Clイオン電極のイオン選択性はホフマイスターシリーズの逆順で大きくなる傾向にある。つまり、Cl-より親油性側のBr-などには応答しやすく、Cl-より親水性側のHCO3
-などには応答しにくい傾向にある。
Here, the hydrophilicity and lipophilicity of ions will be explained. The minimum concentration required to salt out proteins varies depending on the ion species, and the permutation is known as the Hofmeister series. Regarding anions,
SO 4 - >HCO 3 - >Cl - >Br - >NO 3 - >I - >SCN -
The left side is called a hydrophilic ion and the right side is called a lipophilic ion. Generally, the ion selectivity of a Cl ion electrode tends to increase in the reverse order of the Hofmeister series. That is, it tends to respond more easily to Br - , which is more lipophilic than Cl -, and less responsive to HCO 3 - , which is more hydrophilic than Cl - .
ここで、本実施例における測定例を図5に示す。模擬的な検体として、いくつかの組成の異なる水溶液を作成し、測定した際の電位波形である。水溶液の組成はそれぞれ以下の通りである。
(a)Cl- 100mM
(b)Cl- 100mM + HCO3
- 40mM
(c)Cl- 100mM + HCO3
- 140mM
(d)Cl- 100mM + HCO3
- 40mM + Br- 20mM
(e)Cl- 100mM + HCO3
- 40mM + SCN- 10mM
である。縦軸が電位で横軸は時間である。太い点線で囲った時間領域は、駆動機構の動作によって電位が安定していない領域であり、それ以外の領域が、それぞれの液が電極流路に導入され、かつ、液が静止している時間領域である。
Here, a measurement example in this example is shown in FIG. These are potential waveforms obtained when several aqueous solutions with different compositions were prepared and measured as simulated specimens. The compositions of the aqueous solutions are as follows.
(a) Cl - 100mM
(b) Cl - 100mM + HCO3 - 40mM
(c) Cl - 100mM + HCO3 - 140mM
(d) Cl - 100mM + HCO 3 - 40mM + Br - 20mM
(e) Cl - 100mM + HCO 3 - 40mM + SCN - 10mM
It is. The vertical axis is potential and the horizontal axis is time. The time area surrounded by the thick dotted line is the area where the potential is not stable due to the operation of the drive mechanism, and the other area is the time when each liquid is introduced into the electrode flow path and the liquid is stationary. It is an area.
上述のように、ここで測定した検体はすべてClイオン濃度は同じである。電極の各イオンの選択性によって妨害イオンの影響は異なり、親水性イオンであるHCO3 -に対しては比較的影響は少ないが、Br-などの親油性イオンに対しては低い濃度でも影響を大きく受けていることが分かる。 As mentioned above, all the samples measured here have the same Cl ion concentration. The influence of interfering ions differs depending on the selectivity of each ion in the electrode, and while it has relatively little effect on the hydrophilic ion HCO 3 - , it does have an effect on lipophilic ions such as Br - even at low concentrations. I can see that it has been greatly received.
従来装置のように、例えば、電位が比較的安定している6000ms時点で濃度算出用の電位を取得するとそれぞれ異なる値が得られる。この電位から濃度算出すると、妨害イオンが含まれている場合に、真値とは異なる濃度がClイオン濃度として出力されるものの、妨害イオンが含まれているか否かの判別はできなかった。そのため、従来装置では、投薬中などで血中の妨害イオンの状況が変わっている検体の分析は避けるようにしていた。それに対し、本実施例では、算出したClイオン濃度の値が妨害イオンの影響を受けたか否かも同時を出力し、ユーザーに知らせることができる。 If, for example, the potential for concentration calculation is acquired at a time point of 6000 ms when the potential is relatively stable as in the conventional device, different values will be obtained. When the concentration is calculated from this potential, when interfering ions are included, a concentration different from the true value is output as the Cl ion concentration, but it is not possible to determine whether or not interfering ions are included. For this reason, conventional devices avoid analyzing samples in which the state of interfering ions in the blood has changed, such as during medication. In contrast, in this embodiment, it is possible to simultaneously output whether or not the calculated Cl ion concentration value has been affected by interfering ions, thereby informing the user.
この方法について説明する。各検体の2000ms時点の電位値から水平に伸ばした一点鎖線を図5に示している。これらの一点鎖線からのずれが、時間経過による電位変化を表す。 This method will be explained. FIG. 5 shows a dashed-dotted line extending horizontally from the potential value at 2000 ms of each specimen. The deviation from these dashed-dotted lines represents potential changes over time.
6000ms時点の電位を見ると、(a)は一点鎖線に対してほぼずれがないのに対し、(b)は一点鎖線に対して若干低い値であり、(c)は一点鎖線に対して大幅に低い値であった。一方、(d)(e)は、一点鎖線に対して高い値であった。 Looking at the potential at 6000 ms, (a) shows almost no deviation from the dashed-dotted line, (b) has a slightly lower value compared to the dashed-dotted line, and (c) shows a significant difference from the dashed-dotted line. The value was low. On the other hand, values (d) and (e) were higher than the dashed line.
この理由は次の通りである。(a)はCl-のみで妨害イオンが含まれていないため、液静止中に時間経過で電位が変化しないのに対し、(b)は親水性のイオンであるHCO3
-が40mM含まれているため、若干負の傾きを持ち、(c)はHCO3
-が140mM含まれるため、より大きな負の傾きを示した。一方、(d)(e)は、HCO3
- 40mMだけでなく、親油性のイオンBr-とSCN-が含まれるため、正の傾きを示した。
The reason for this is as follows. (a) contains only Cl - and no interfering ions, so the potential does not change over time while the liquid is stationary, whereas (b) contains 40mM of HCO 3 - , a hydrophilic ion. (c) had a larger negative slope because it contained 140 mM of HCO 3 - . On the other hand, (d) and (e) showed a positive slope because not only
記憶部182には、このようなイオン種や濃度と電位の相関関係に関する情報が保管されており、妨害イオン解析部181では、得られた電位波形を解析した結果、このずれ量がある値を超えると、出力部にて妨害イオンの影響について出力する。
The
例えば、通常、血清には30~40mM HCO3 -が含まれているため、(b)の曲線程度の傾きを基準とすることができる。(b)を基準とすると、(b)のような傾きを有する検体は正常であり、(a)のフラットな波形の検体に対しては、HCO3 -が通常より大幅に少ない可能性を出力し、(c)のような負の傾きの波形の検体に対しては、通常より親水性イオンが過剰に含まれている可能性を出力し、(b)(e)のような正の傾きの波形の検体に対しては、親油性のイオンが含まれている可能性を出力する。このような結果を見て、ユーザーは検体の素性を精査し、同時に出力されたClイオン濃度分析値の信頼性を判断できる。 For example, since serum usually contains 30 to 40 mM HCO 3 − , a slope similar to that of the curve (b) can be used as a reference. Based on (b), a sample with a slope like that in (b) is normal, and a sample with a flat waveform in (a) is output with a possibility that HCO 3 - is significantly lower than normal. However, for a sample with a negative slope waveform like (c), it outputs the possibility that the sample contains more hydrophilic ions than usual, and a sample with a positive slope like (b) and (e) For samples with a waveform of , the possibility that lipophilic ions are included is output. By looking at these results, the user can examine the identity of the sample and at the same time judge the reliability of the output Cl ion concentration analysis value.
このように妨害イオンが含まれている検体を測定した際に、経時的に電位が変化する理由について図6の模式図を用いて説明する。 The reason why the potential changes over time when measuring a sample containing interfering ions will be explained using the schematic diagram of FIG. 6.
611、621はイオン感応膜を示し、612、622は試料液を示す。610は試料液が導入された直後の状態を示し、620は液静止後の状態を示す。 611 and 621 indicate ion-sensitive membranes, and 612 and 622 indicate sample solutions. 610 shows the state immediately after the sample liquid is introduced, and 620 shows the state after the liquid has stopped.
本実施例のClイオン感応膜はイオン交換膜をベースとしており、感応膜611中には固定化されたカチオンが高濃度で存在し、カウンターアニオンとしてCl-が高濃度に存在している。そのため、妨害イオンJ-を含む試料液と接触した場合、試料液中の妨害イオンJ-と膜中のCl-とのイオン交換が速やかに起こる。このように、イオン感応膜として高密度の固定電荷を有する膜を使用した場合に特徴的に起こる現象である。
The Cl ion sensitive membrane of this example is based on an ion exchange membrane, and the
例えば、HCO3 -を含む試料液を導入した場合、つまり、J-がHCO3 -の場合、導入直後から速やかに試料液中のHCO3 -と膜中のCl-の交換が起こり、液静止中の場合、膜近傍の試料液中のJ-イオンがCl-イオンに置き換わる。 For example, when a sample solution containing HCO 3 - is introduced, that is, when J - is HCO 3 - , immediately after the introduction, HCO 3 - in the sample solution and Cl - in the membrane are exchanged, and the liquid remains stationary. In the case of 100%, J - ions in the sample liquid near the membrane are replaced by Cl - ions.
Clイオン電極はHCO3 -よりCl-に対する選択性のほうが高く、応答しやすいため、膜表面近傍に存在する試料液中のHCO3 -がCl-に交換されると、Clイオン電極としては、試料液のイオン濃度が高くなったと感じる。スロープ感度がマイナスのため、試料液中のJ-がCl-への交換反応が進むに従って電位は下がる方向に変化する。同じ試料液を再度導入すると、試料液がリフレッシュされ、同様の現象が再び起こる。 The Cl ion electrode has higher selectivity for Cl − than HCO 3 − and is easier to respond to, so when HCO 3 − in the sample liquid near the membrane surface is exchanged for Cl − , the Cl ion electrode I feel that the ion concentration of the sample solution has increased. Since the slope sensitivity is negative, the potential changes in a downward direction as the exchange reaction of J - in the sample solution to Cl - progresses. When the same sample liquid is reintroduced, the sample liquid is refreshed and the same phenomenon occurs again.
膜側にもHCO3 -が流入するが、膜中にはCl-が高密度に存在するため、膜側への影響は少ない。 Although HCO 3 − also flows into the membrane side, since Cl − exists in the membrane at a high density, the influence on the membrane side is small.
また、Br-やSCN-を含む試料液を導入した場合、つまりJ-がBr-やSCN-の場合は、同様に試料液と膜との間でイオン交換が行われるが、Clイオン電極はCl-よりBr-やSCN-に対する選択性のほうが高いため、膜表面近傍に存在する試料液中のBr-やSCN-がCl-に交換されると、Clイオン電極としては試料液中のイオン濃度が低くなったと感じる。スロープ感度がマイナスのため、電位としては上がる方向に変化する。 Furthermore, when a sample solution containing Br - or SCN - is introduced, that is, when J - is Br - or SCN - , ion exchange occurs between the sample solution and the membrane, but the Cl ion electrode Since the selectivity for Br - and SCN - is higher than for Cl -, when Br - and SCN - in the sample liquid near the membrane surface are exchanged with Cl - , the Cl ion electrode uses ions in the sample liquid. I feel that the concentration has decreased. Since the slope sensitivity is negative, the potential changes in the upward direction.
この現象をより簡単に理解するために、シンプルな実験系にて原理検証を行った結果について述べる。その実験装置のブロック図を図7に示す。左の流路にはClイオン電極701があり、液落部を介して右の流路に比較電極702が設置されている。右からは、比較電極液が満たされたシリンジ712で比較電極流路に比較電極液を導入することができる。左からは、試料液用シリンジ711で試料液をClイオン電極流路に導入することができる。
In order to understand this phenomenon more easily, we will discuss the results of verifying the principle using a simple experimental system. A block diagram of the experimental equipment is shown in Figure 7. A
液を導入し、約3分間静止させ、その後、次の試料液を導入後、また3分間静止させるという操作を実施した。一連の測定中、Clイオン電極流路と比較電極間の電位を測定し続けた。 An operation was carried out in which the solution was introduced, the solution was allowed to stand still for about 3 minutes, and then the next sample solution was introduced, and the solution was allowed to stand still for another 3 minutes. During the series of measurements, the potential between the Cl ion electrode channel and the reference electrode was continuously measured.
この実験における電位測定結果を図8に示す。縦軸が電位、横軸が時間を示している。(1)~(3)の濃度の異なるNaCl水溶液に対しては、いずれも経時的に安定した電位を示すが、(4)10mM NaHCO3水溶液に対しては、液静止直後から電位が急激に低下し徐々にその変化がなだらかになる傾向が見られた。(4’)もう一度同じ濃度のNaHCO3水溶液を導入すると、(4)とほぼ同じ電位から始まり、同様のカーブを描いた。(5)100mM NaHCO3水溶液を導入すると、同様に負の方向に電位変化した。一方、(6)10mM NaBr水溶液を導入した場合は、NaHCO3水溶液とは逆に液静止直後から電位が急激に上昇し徐々にその変化がなだらかになる傾向が見られた。(7)10mM NaSCN水溶液は更に顕著な電位変化を示した。(7’)10mM NaSCN水溶液を再度導入すると現象が再現した。最後に(2’)、(2’’)10mM NaCl水溶液を導入すると(2)とほぼ同電位を示した。以上のように、図6を用いて説明した現象をサポートする結果が得られた。 The potential measurement results in this experiment are shown in FIG. The vertical axis shows potential and the horizontal axis shows time. (1) to (3) for NaCl aqueous solutions with different concentrations, all of them show stable potential over time, but (4) for a 10mM NaHCO3 aqueous solution, the potential suddenly changes immediately after the solution is stationary. There was a tendency for the change to gradually become gradual. (4') When an aqueous NaHCO 3 solution with the same concentration was introduced again, the potential started from almost the same as in (4) and a similar curve was drawn. (5) When a 100 mM NaHCO 3 aqueous solution was introduced, the potential similarly changed in the negative direction. On the other hand, (6) when a 10mM NaBr aqueous solution was introduced, there was a tendency for the potential to rise rapidly immediately after the solution came to rest, and the change gradually become gentler, contrary to the case of the NaHCO 3 aqueous solution. (7) A 10mM NaSCN aqueous solution showed a more significant potential change. (7') The phenomenon was reproduced when 10 mM NaSCN aqueous solution was reintroduced. Finally, when a 10 mM NaCl aqueous solution was introduced into (2') and (2''), almost the same potential as in (2) was exhibited. As described above, results supporting the phenomenon explained using FIG. 6 were obtained.
一般的に、イオン選択性電極においては測定濃度下限の悪化などにつながるため、イオン感応膜からのイオンフラックスは発生しないほうが良いとされている。しかし、本実施例はこの現象を逆に利用し、1つの電極で、測定対象イオン濃度だけでなく、妨害イオンの検出を可能とした。 Generally, in an ion-selective electrode, it is considered that it is better not to generate ion flux from the ion-sensitive membrane, since this leads to deterioration of the lower limit of measurement concentration. However, in this embodiment, this phenomenon is used in reverse to make it possible to detect not only the concentration of ions to be measured but also interfering ions with one electrode.
上記現象が起こる状況について、図9の模式図を用いて説明する。膜内と液中の拡散速度およびイオン交換反応速度の大小関係によって主に次の2つの異なる現象が生じると考えられる。それらを図9の910と920に示す。 The situation in which the above phenomenon occurs will be explained using the schematic diagram of FIG. 9. It is thought that the following two different phenomena occur mainly depending on the magnitude relationship between the diffusion rate in the membrane and in the liquid and the ion exchange reaction rate. These are shown at 910 and 920 in FIG.
910と920はそれぞれ膜内拡散律速の場合と境界層内拡散律速の場合の各ドメイン内における妨害イオン濃度の変化を模式的に示したものである。イオン選択性電極は内部液(Inner Filling Solution;IFS)を有しており、内部液には測定対象イオンが高濃度で含まれる。ここでの高濃度とは、測定される試料液に含まれるイオン濃度以上のことを意味する。 910 and 920 schematically show changes in the concentration of interfering ions in each domain in the case of diffusion control in the membrane and the case of diffusion control in the boundary layer, respectively. The ion selective electrode has an internal solution (Inner Filling Solution; IFS), and the internal solution contains ions to be measured at a high concentration. High concentration here means an ion concentration higher than that contained in the sample liquid to be measured.
図9の910と920において、2本の太い縦実線で挟まれた領域はイオン感応膜(「膜」)を示し、膜の左側が試料液(「試料」)を示し、膜の右側が内部液(「IFS」)を示す。 In 910 and 920 of FIG. 9, the area between the two thick vertical solid lines indicates the ion-sensitive membrane (the "membrane"), the left side of the membrane indicates the sample liquid (the "sample"), and the right side of the membrane indicates the interior. (“IFS”).
試料液および内部液のそれぞれ膜近傍の領域、すなわち縦の破線より膜に近い領域は、それぞれの境界層であり、つまり、液の流動が起こらず、拡散のみが支配的に起こる領域である。 The regions of the sample liquid and the internal liquid near the membrane, that is, the regions closer to the membrane than the vertical broken line, are their respective boundary layers, that is, the regions where no liquid flow occurs and only diffusion occurs predominantly.
膜内のイオン拡散が液中の境界層のイオン拡散に比べて十分遅い場合に、妨害イオン濃度の分布は膜内拡散律速910となる。つまり、妨害イオンを含む試料液が膜に接した場合、膜中のイオンとイオン交換する。膜内の拡散が遅いため、まず膜表面のイオンが妨害イオンに置き換わる。その比率などは選択性などによって異なる。試料液中の拡散は、膜内にと比べて十分早いので、境界層内のイオン濃度の変化は少ない。軟質ポリ塩化ビニルに4級アンモニウム塩などを加えたいわゆる液膜型のイオン感応膜を含む電極においては、固定化された電荷密度が低く膜内のイオン拡散も遅いため、このモデルが適用できる。 When the ion diffusion within the membrane is sufficiently slow compared to the ion diffusion in the boundary layer in the liquid, the distribution of interfering ion concentration becomes intra-membrane diffusion rate-limiting 910. That is, when a sample solution containing interfering ions comes into contact with the membrane, ions are exchanged with the ions in the membrane. Because diffusion within the membrane is slow, ions on the membrane surface are first replaced by interfering ions. The ratio varies depending on selectivity and other factors. Diffusion in the sample liquid is sufficiently faster than in the membrane, so there is little change in the ion concentration in the boundary layer. This model can be applied to electrodes that include a so-called liquid film type ion-sensitive membrane made of soft polyvinyl chloride with a quaternary ammonium salt added, because the fixed charge density is low and ion diffusion within the membrane is slow.
一方、膜中では徐々に拡散し、濃度勾配が矢印で示すように、x1、x2、x3、x4の順に変化する。妨害イオンが内部液に到達すると内部液と膜との間でイオン交換が起こる。内部液にはClイオンが十分にあり、また、膜内に比べて拡散も十分早いため、内部液の境界層のイオン組成はほとんど変化しない。一定時間たつと平衡状態となる。なお、平衡状態に達するまでには長い時間が必要となる。 On the other hand, it gradually diffuses in the film, and the concentration gradient changes in the order of x1, x2, x3, and x4 as shown by the arrow. When interfering ions reach the internal fluid, ion exchange occurs between the internal fluid and the membrane. Since the internal liquid contains sufficient Cl ions and also diffuses sufficiently quickly compared to the inside of the membrane, the ionic composition of the boundary layer of the internal liquid hardly changes. After a certain period of time, it reaches an equilibrium state. Note that it takes a long time to reach an equilibrium state.
一方、イオン交換反応が境界層内のイオン拡散に比べて十分早い場合に境界膜内拡散律速920となる。妨害イオンを含む試料液が膜に接した場合、膜中のイオンとイオン交換する。膜のイオン交換容量が大きく、また膜表面に取り込まれた妨害イオンが膜中を拡散するため、膜表面の妨害イオン濃度はほとんど上がらない。 On the other hand, if the ion exchange reaction is sufficiently faster than the ion diffusion within the boundary layer, diffusion within the boundary membrane becomes rate-limiting 920. When a sample solution containing interfering ions comes into contact with the membrane, ions are exchanged with the ions in the membrane. Since the ion exchange capacity of the membrane is large and the interfering ions taken into the membrane surface diffuse through the membrane, the interfering ion concentration on the membrane surface hardly increases.
一方、イオン交換反応に比べて試料液の境界層内のイオン拡散が遅いため、試料のバルク層からの妨害イオンの供給が追い付かず、膜近傍の試料液の境界層では妨害イオン濃度が、矢印で示すように、y1、y2、y3、y4の順に徐々に減少する。このように、平衡状態になるまで膜表面近傍の試料液のイオンの組成比が変化する。本実施例では、920に示す境界層内拡散律速で生じている現象をとらえていると考えている。なお、以上で説明した図9は、各ドメインでの濃度変化の方向を模式的に表したイメージ図であり、実際は直線的なプロファイルではないと考える。 On the other hand, since ion diffusion within the boundary layer of the sample liquid is slower than in the ion exchange reaction, the supply of interfering ions from the bulk layer of the sample cannot keep up, and the concentration of interfering ions in the boundary layer of the sample liquid near the membrane increases. As shown in , it gradually decreases in the order of y1, y2, y3, and y4. In this way, the composition ratio of ions in the sample liquid near the membrane surface changes until an equilibrium state is reached. In this example, it is considered that the phenomenon occurring due to rate-limiting diffusion within the boundary layer shown at 920 is captured. Note that FIG. 9 described above is an image diagram schematically showing the direction of concentration change in each domain, and it is considered that the profile is not actually a linear profile.
しかし、境界膜内拡散律速920であっても、試料液の妨害イオン濃度に対して、膜のイオン交換反応が早すぎると、瞬間的に試料液の境界層の妨害イオンが枯渇するため、装置によってはその経時的な変化をとらえることが難しい場合がある。また、逆に試料液の妨害イオン濃度に対して、膜のイオン交換反応が遅すぎる場合、その変化が小さく捉えにくい場合がある。そのため、検知したいイオン濃度領域と装置が計測する時間スケールによって、適切なイオン交換速度を有する感応膜を選ぶことで、本実施例を適用しやすくなる。 However, even if the rate of diffusion in the boundary membrane is limited by 920, if the ion exchange reaction of the membrane is too rapid for the concentration of interfering ions in the sample liquid, the interfering ions in the boundary layer of the sample liquid will be depleted instantaneously. In some cases, it may be difficult to capture changes over time. Conversely, if the ion exchange reaction of the membrane is too slow relative to the concentration of interfering ions in the sample solution, the change may be small and difficult to detect. Therefore, this embodiment can be easily applied by selecting a sensitive membrane having an appropriate ion exchange rate depending on the ion concentration region to be detected and the time scale measured by the device.
本実施例の原理を利用するための好適な条件としては、(1)試料液導入直後から液静止中の電位を、適切な時間領域で取得するできる装置であること、(2)電極のイオン感応膜が高密度の固定電荷を有すること、(3)内部液に測定対象イオンが高濃度で含まれること、(4)定期的に膜内のイオンバランスを維持する操作を実施すること(例えば、主イオンを含む液を定期的に流す等の操作により、図3に示すように測定対象イオンを含む液を定期的に測定する)、などが挙げられる。 Suitable conditions for utilizing the principle of this example are: (1) the device is capable of acquiring the potential of the sample liquid immediately after introduction and while the liquid is stationary in an appropriate time range; (2) ions of the electrode The sensitive membrane must have a high-density fixed charge, (3) the internal solution must contain a high concentration of ions to be measured, and (4) operations must be performed periodically to maintain the ion balance within the membrane (e.g. , the liquid containing the ions to be measured is periodically measured by an operation such as periodically flowing a liquid containing the main ions, etc., as shown in FIG. 3).
本実施例では上記(1)~(4)すべてを満たしており、血清などの生体試料を高スループットで測定する必要のある自動分析装置においては、イオン交換膜ベースのイオン感応膜はより適切な選択である。 This example satisfies all of (1) to (4) above, and an ion-exchange membrane-based ion-sensitive membrane is more suitable for automatic analyzers that need to measure biological samples such as serum with high throughput. It's a choice.
なお(3)の「高濃度」の基準は当業者が適宜決定可能であるが、たとえば検体に通常含まれると想定される測定対象イオンの濃度範囲の上限またはこれより高い値としてもよく、電解質濃度測定装置100において測定可能とする測定対象イオンの濃度範囲の上限またはこれより高い値としてもよい。
Note that the standard for "high concentration" in (3) can be appropriately determined by a person skilled in the art, but for example, it may be the upper limit of the concentration range of the ion to be measured that is assumed to be normally contained in the sample, or a value higher than this. The value may be the upper limit of the concentration range of target ions that can be measured by the
イオン交換膜は、高いイオン交換容量を有しているため、学術的にはhigh-capacity ion-exchangerと呼ばれることがある。この高い交換容量は、高密度の固定電荷を有する膜が用いられることから達成される性能である。これに対し、例えば、一般的な4級アンモニウム塩を含有した軟質ポリ塩化ビニル膜などの膜構造の異なるClイオン感応膜の場合、このような高密度の固定電荷は有していない。このように、当業者は、高密度の固定電荷を有する膜が感応膜に用いられているか否かを、膜の種類等に基づいて明確に判断することが可能である。 Ion exchange membranes have a high ion exchange capacity, so they are sometimes academically referred to as high-capacity ion-exchangers. This high exchange capacity is achieved because a membrane with a high density of fixed charges is used. On the other hand, in the case of a Cl ion-sensitive membrane having a different membrane structure, such as a general soft polyvinyl chloride membrane containing a quaternary ammonium salt, it does not have such a high density of fixed charges. As described above, those skilled in the art can clearly determine whether or not a film having a high density of fixed charges is used as a sensitive film based on the type of film and the like.
ここで、電位波形の温度補正方法について述べる。イオン感応膜に対して、異なる温度の試料液が導入され、液が静止した際も、温度差の方向や程度によって電位波形に時間的な傾きが生じる。この温度差は、Clイオン電極だけでなく、Na,Kイオン電極の電位にも影響する。 Here, a method for temperature correction of the potential waveform will be described. Even when sample liquids at different temperatures are introduced into the ion-sensitive membrane and the liquids come to rest, a temporal gradient in the potential waveform occurs depending on the direction and degree of the temperature difference. This temperature difference affects not only the potential of the Cl ion electrode but also the potential of the Na and K ion electrodes.
電位の時間的な変化の方向は、測定対象イオンの電荷の符号および温度差の方向によって逆転し、その影響度合いは感応膜の厚さなどに応じて変化する。本実施例では、電極の温度より試料液の温度のほうが低い場合、液静止時のClイオン電極の電位は経時的に正の傾きを持ち、Na,Kイオン電極の電位は負の傾きを持つ。電極温度より試料液温度のほうが高い場合、その逆の傾向を持つ。 The direction of the potential change over time is reversed depending on the sign of the charge of the ion to be measured and the direction of the temperature difference, and the degree of influence changes depending on the thickness of the sensitive membrane and the like. In this example, when the temperature of the sample liquid is lower than the temperature of the electrode, the potential of the Cl ion electrode when the liquid is stationary has a positive slope over time, and the potential of the Na, K ion electrodes has a negative slope. . When the sample liquid temperature is higher than the electrode temperature, the opposite tendency occurs.
また、本実施例のNa,Kイオン電極の膜はClイオン電極の膜に比べて厚いので、電位の傾きはClイオン電極より一定割合だけ大きくなる。このような温度差の影響による電位の変化についてのNa,K,Clイオン電極の特性に関する相関関係の情報が記憶部182に保存されている。
Furthermore, since the film of the Na, K ion electrode in this example is thicker than the film of the Cl ion electrode, the potential gradient is larger by a certain percentage than that of the Cl ion electrode. Information on the correlation regarding the characteristics of the Na, K, and Cl ion electrodes with respect to changes in potential due to the influence of temperature differences is stored in the
図3のS331では、妨害イオン解析部181が、電位測定部171で測定した液静止中のNa,Kイオン電極の電位波形を、温度解析用の電位波形として抜き出す。抜き出した電位波形から、その測定での温度差の影響を度合い(たとえば電位の経時的変化における傾き)を算出する(S332)。
In S331 of FIG. 3, the interfering
記憶部182に保存されている温度差に対する各電極の特性の相関関係を用いて、妨害イオン解析用の電位波形から温度影響を補正する(S322)。たとえば、イオン選択性電極ごとに異なる係数を記憶しておき、この係数を電位の経時的変化における傾きに乗算する。より具体的に例示すると、電位の変化は、膜が薄いと温度に鈍感であり、膜が厚いと温度に敏感であるので、膜の厚さに応じた係数を記憶しておくことができる。
Using the correlation of the characteristics of each electrode with respect to the temperature difference stored in the
このように、妨害イオン解析部181は、測定対象イオンに応答するイオン選択性電極の電位波形と、測定対象イオンとは異符号のイオンに応答する電極の電位波形とを比較する。Na,Kイオン電極は陰イオンからの妨害を受けず、陽イオンの妨害も受けにくいため、Na,Kイオン電極の電位波形から温度影響を算出することにより、Clイオン電極の電位波形の温度影響を適切に補正することができる。
In this manner, the interfering
本実施例のような、生体試料を分析するための電解質分析装置では、測定する検体の素性が事前にある程度分かっていることが多いので、その情報をあらかじめ入力しておくことで、妨害イオンの影響検知の精度向上が可能となる。 With an electrolyte analyzer used in this example for analyzing biological samples, the identity of the specimen to be measured is often known to some extent in advance, so by inputting this information in advance, it is possible to eliminate interfering ions. It is possible to improve the accuracy of impact detection.
例えば、血清にはHCO3 -が30~40mM含まれることが一般的である。キャリブレーション時に血清分析用にHCO3 -を含む状態でキャリブレーションした場合、従来装置では、HCO3 -を含まないコントロール血清などを分析するとCl濃度が低値となる。しかし、本実施例では、予め血清という検体情報を入力しておくことで、電位波形が負の傾きを有していない場合に、管理血清の凍結乾燥サンプルなどのHCO3 -を含まない検体が測定された可能性があると検知できる。 For example, serum typically contains 30 to 40 mM HCO 3 - . When calibration is performed in a state that contains HCO 3 − for serum analysis at the time of calibration, in the conventional apparatus, when a control serum that does not contain HCO 3 − is analyzed, the Cl concentration becomes a low value. However, in this example, by inputting the sample information of serum in advance, if the potential waveform does not have a negative slope, a sample that does not contain HCO 3 - , such as a freeze-dried sample of controlled serum, can be detected. It can be detected that there is a possibility that it has been measured.
なお、本実施例では、試料液導入後の液静止中の電位波形を取得しにくいシーケンスで行っているが、比較電極液を先に導入した後に、試料を導入するシーケンスであれば、試料液導入直後からの電位波形を外乱少なく取得できるため解析がより簡単となる。 In this example, the sequence is such that it is difficult to obtain the potential waveform while the liquid is stationary after introducing the sample liquid, but if the sequence is to introduce the reference electrode solution first and then introduce the sample, the sample liquid Analysis becomes easier because the potential waveform immediately after introduction can be acquired with less disturbance.
また、流路構成や比較電極の構造などを、本実施例とは異なる構造とすることも可能である。また、解析手法も、本実施例とは異なる方法であっても良く、液静止中の時刻の異なる2点以上の電位からその差の大きさや方向を求められればよい。 Further, it is also possible to make the flow path configuration, the structure of the reference electrode, etc. different from those in this example. Furthermore, the analysis method may be different from that of this embodiment, as long as the magnitude and direction of the difference can be determined from the potentials at two or more points at different times while the liquid is still.
また、必ずしも温度補正は必要なく、内部標準液の波形を基準とする必要もない。上述の条件を満たせばClイオン電極以外の陰イオン電極や陽イオン電極についても同様に妨害イオンの影響を検知することができる。なお、陽イオン電極について妨害イオンの影響を検知する際は、上述の温度補正の仕方を工夫すると好適である。一方で、上述の通り陰イオン電極のほうが選択性の高い感応膜を作製しにくいため、妨害イオンの影響を受けやすい陰イオン電極に適用するほうが利用価値が高い。 Further, temperature correction is not necessarily necessary, and it is not necessary to use the waveform of the internal standard solution as a reference. If the above-mentioned conditions are satisfied, the influence of interfering ions can be detected in the same way with anion electrodes and cation electrodes other than the Cl ion electrode. Note that when detecting the influence of interfering ions on the cation electrode, it is preferable to devise the above-mentioned temperature correction method. On the other hand, as mentioned above, it is more difficult to fabricate a highly selective sensitive membrane with an anion electrode, so it is more useful to apply it to an anion electrode, which is more susceptible to the effects of interfering ions.
以上説明するように、本実施例に係る電解質濃度測定装置は、妨害イオンの種類または濃度をより容易に決定できる。また、1つの電極でそのような決定ができる。 As explained above, the electrolyte concentration measuring device according to this embodiment can more easily determine the type or concentration of interfering ions. Also, one electrode can make such a determination.
[実施例2]
実施例2に係る電解質濃度測定装置は、妨害イオンの影響を解析した結果をClイオン濃度計算に反映させ、妨害イオンの影響を補正したClイオン濃度を算出する点が実施例1とは異なる。装置構成やキャリブレーション方法は実施例1と同様である。
[Example 2]
The electrolyte concentration measuring device according to Example 2 differs from Example 1 in that the result of analyzing the influence of interfering ions is reflected in the Cl ion concentration calculation, and the Cl ion concentration is calculated with the influence of interfering ions corrected. The device configuration and calibration method are the same as in the first embodiment.
ここで、本実施例装置における連続分析時のフローを図10に示す。実施例1のフローと異なるのは、記憶部182に格納された関数を、得られた電位波形にフィッティングすることで妨害イオンの影響を算出し(S324)、その結果を用いて濃度算出用電位を補正する(S307)点である。こうすることで、妨害イオンの影響を除いた形でClイオン濃度の算出を可能としている。
Here, FIG. 10 shows the flow during continuous analysis in the apparatus of this embodiment. The difference from the flow of Example 1 is that the influence of interfering ions is calculated by fitting a function stored in the
本実施例における計算では、S324、S307、S308を同時に実行している。具体的には、記憶部182には、各妨害イオン(j)についての電位時間の変化モデルとして、濃度(Cj)と時間(t)を変数に持つ関数Fj(Cj,t)が格納されている。S306において得られた電位波形を、妨害イオン解析用の電位波形にフィッティングさせることで、Clイオン濃度(CCl)および各妨害イオン濃度(Cj)を求める。式で表すと以下の式(6)のようになる。
E(t)=G(CCl)+Σj[Fj(Cj,t)] … 式(6)
In the calculation in this embodiment, S324, S307, and S308 are executed simultaneously. Specifically, the
E(t)=G(C Cl )+Σ j [F j (C j , t)] ... Formula (6)
E(t)は測定された電位波形を示し、G(CCl)は、あるClイオン濃度での電位の値を、濃度(CCl)を変数に持つ関数で表したものである。これは時間変化はしないので、時間tの変数は含まれていない。なお、これらの関数は、実際に使用する電極のスロープ感度や選択性、イオン交換速度などの情報を反映せさせることで解析精度が向上するため、これらの情報を記憶部182にユーザーが入力しても良く、予め測定によって求めておいても良い。イオン選択性電極が有する特性(たとえばG(CCl)および/または関数Fj(Cj,t))を記憶部182に入力するために、入力部176を用いてもよい。
E(t) represents the measured potential waveform, and G(C Cl ) represents the potential value at a certain Cl ion concentration using a function having the concentration (C Cl ) as a variable. Since this does not change over time, the variable at time t is not included. Note that these functions improve analysis accuracy by reflecting information such as the slope sensitivity, selectivity, and ion exchange rate of the electrodes actually used, so the user may input these information into the
このように、濃度算出部172は、妨害イオン解析部181によって検知された影響に基づき、この影響を補正して測定対象イオンの濃度を算出する。
In this way, the
なお、Clイオン電極は、試料液中の妨害イオン種および濃度に応じて、選択性、分配係数、イオン交換反応速度および拡散速度が異なるので、それぞれ別の電位波形を示すことを利用して解析している。一方で、特定のイオン種や濃度の組合せでは似たような波形になる場合もある。その際は、妨害イオンの種類や濃度まで算出するのは難しくなる。 Note that Cl ion electrodes have different selectivity, partition coefficient, ion exchange reaction rate, and diffusion rate depending on the interfering ion species and concentration in the sample solution, so analysis can be performed using the fact that each shows a different potential waveform. are doing. On the other hand, certain combinations of ion species and concentrations may result in similar waveforms. In that case, it becomes difficult to calculate the type and concentration of interfering ions.
しかし、本実施例のような電解質分析装置は、測定する検体の素性が事前にある程度分かっていることが多いので、その情報をあらかじめ入力しておくことで、Clイオン濃度や妨害イオンの濃度算出の精度向上が可能となる。 However, with an electrolyte analyzer like the one in this example, the identity of the sample to be measured is often known to some extent in advance, so by inputting this information in advance, it is possible to calculate the concentration of Cl ions and interfering ions. It is possible to improve the accuracy of
例えば、血清にはHCO3 -が30~40mM含まれることが一般的であるため、本実施例では、予め検体が血清であるという検体情報を入力した場合に、通常は電位波形が負の傾きを有しているため、HCO3 -の関数を優先してフィッティングするなどの解析が可能となる。 For example, since serum generally contains 30 to 40mM HCO 3 - , in this example, if the specimen information that the specimen is serum is input in advance, the potential waveform usually has a negative slope. Therefore, analysis such as fitting with priority given to the HCO 3 − function becomes possible.
さらに、薬剤の接種などにより、通常血中には含まれないBr-などの妨害イオンが検体に含まれる場合がある。このような場合も、検体に関する情報として、患者の投薬情報を予め装置に入力しておくことで、その薬剤に応じた妨害イオン種の関数のフィッティングを優先して波形解析することができ、分析精度を向上することができる。検体に関する情報は、たとえば検体に含まれる可能性のある薬剤の種類を表すものであってもよく、記憶部182は、薬剤の種類と、その薬剤の含まれる妨害イオンの種類とを関連付けて格納していてもよい。
Furthermore, due to drug inoculation, etc., the sample may contain interfering ions such as Br - , which are not normally contained in blood. In such cases, by inputting the patient's medication information into the device in advance as information regarding the sample, it is possible to perform waveform analysis with priority given to fitting the function of the interfering ion species depending on the drug. Accuracy can be improved. The information regarding the sample may represent, for example, the type of drug that may be contained in the sample, and the
このようにすると、薬剤の種類を入力することにより、妨害イオンの種類が特定されるので、妨害イオンの濃度がより正確に推定できる。また、Clイオン濃度だけでなく、薬剤投与による妨害イオンの濃度を算出することができ、薬物動態の指標にできる可能性もある。 In this way, the type of interfering ion is specified by inputting the type of drug, so the concentration of interfering ion can be estimated more accurately. In addition, it is possible to calculate not only the Cl ion concentration but also the concentration of interfering ions caused by drug administration, which may be used as an index of pharmacokinetics.
なお、本実施例の入力部176や出力部174は、ユーザーが直接情報を入力し、または出力を直接閲覧するために使用することができるが、電子カルテや投薬情報、装置統合監視システムなど、他の情報システムと連携することもできる。
Note that the
以上説明するように、本実施例に係る電解質濃度測定装置は、実施例1と同様に、妨害イオンの種類または濃度をより容易に決定できる。また、1つの電極でそのような決定ができる。 As described above, the electrolyte concentration measuring device according to the present example can more easily determine the type or concentration of interfering ions, similarly to Example 1. Also, one electrode can make such a determination.
[実施例3]
実施例3に係る電解質濃度測定装置の構成において、実施例1と異なる点は、Na,K,Clイオン電極に加えて、Clイオン電極とは特性の異なる陰イオン電極を搭載していることである。追加する陰イオン電極は、イオン選択性やイオン交換反応速度、感応膜内のイオン拡散係数、固定電荷密度、内部液の種類、主イオンの種類のうち、いくつかもしくはすべての特性が他の陰イオン電極と異なる。このように、本実施例に係る電解質濃度測定装置は、異なる特性を有するN個のイオン選択性電極を搭載している。
[Example 3]
The configuration of the electrolyte concentration measuring device according to Example 3 differs from Example 1 in that, in addition to the Na, K, and Cl ion electrodes, it is equipped with an anion electrode that has different characteristics from the Cl ion electrode. be. The anion electrode to be added has some or all of the characteristics of ion selectivity, ion exchange reaction rate, ion diffusion coefficient in the sensitive membrane, fixed charge density, type of internal liquid, and type of main ion compared to other anions. Different from ion electrodes. In this way, the electrolyte concentration measuring device according to this example is equipped with N ion-selective electrodes having different characteristics.
追加搭載する電極の個数は分析したいイオン種数によって異なる。本実施例では、Clイオン電極を含む陰イオン電極の個数をN個とする。つまり、ある試料液を測定すると、試料液に含まれるイオン種および濃度と電極特性によって異なるN個の電位波形が得られる。 The number of additional electrodes to be installed varies depending on the number of ion species to be analyzed. In this example, the number of anion electrodes including the Cl ion electrode is N. That is, when a certain sample liquid is measured, N potential waveforms that differ depending on the ion species and concentration contained in the sample liquid and the electrode characteristics are obtained.
ここで、本実施例における連続分析時のフローを図11に示す。実施例2のフローである図10と異なる点について主に述べる。 Here, FIG. 11 shows the flow during continuous analysis in this example. Main points that are different from FIG. 10, which is the flow of the second embodiment, will be described.
Na,Kイオン濃度に関しては図10と同様に安定したタイミングの電位から濃度を算出するが、陰イオン濃度に関しては、N個の陰イオン電極から得られた液静止時のN個の電位波形を抜き出す(S341)。実施例2同様にそれらの波形の温度影響補正を行う(S342)。 Regarding the Na and K ion concentrations, the concentrations are calculated from the potentials at stable timing as in Figure 10, but regarding the anion concentrations, N potential waveforms obtained from N anion electrodes when the liquid is stationary are calculated. It is extracted (S341). As in the second embodiment, temperature influence correction is performed on these waveforms (S342).
その後、記憶部に格納されている各電極の陰イオン種と濃度についての時間に関する関数を用いて、それぞれの電極の電位波形にフィッティングし、すべてのフィッティング結果を統合して解析することで、陰イオンの種類および濃度を算出する(S343)。 After that, the potential waveform of each electrode is fitted using the time-related functions of the anion species and concentration of each electrode stored in the memory, and all fitting results are integrated and analyzed. The type and concentration of ions are calculated (S343).
この手法を用いることで、N個のイオン選択性電極による電位波形から、N種以上のイオン濃度を求めることも可能となる。さらには、N個のイオン選択性電極から得られる経時的な電位波形に基づき、N+1個以上のイオン種についてのイオン濃度を測定することも可能である。N個の波形に基づいてN+1個の値を算出する具体的手法は、当業者が公知技術に基づいて適宜設計することができる。なお、S343で用いる解析手法は特に問わず、機械学習やニューラルネットワークなどを用いても良い。 By using this method, it is also possible to determine the concentration of N or more ions from the potential waveforms generated by N ion-selective electrodes. Furthermore, it is also possible to measure the ion concentrations of N+1 or more ion species based on the potential waveforms over time obtained from the N ion-selective electrodes. A person skilled in the art can appropriately design a specific method for calculating N+1 values based on N waveforms based on known techniques. Note that the analysis method used in S343 is not particularly limited, and machine learning, neural networks, or the like may be used.
以上説明するように、本実施例に係る電解質濃度測定装置は、実施例1および2と同様に、妨害イオンの種類または濃度をより容易に決定できる。 As described above, the electrolyte concentration measuring device according to the present example, like Examples 1 and 2, can more easily determine the type or concentration of interfering ions.
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments, but includes various modifications. For example, the embodiments described above are described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to having all the configurations described. Furthermore, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with other configurations.
100…電解質濃度測定装置(電解質分析装置)
101…Clイオン電極(イオン選択性電極)
102…Kイオン電極(イオン選択性電極)
103…Naイオン電極(イオン選択性電極)
104…比較電極
105…ピンチ弁
106…真空吸引ノズル
107…シッパーノズル
108…希釈液供給ノズル
109…内部標準液供給ノズル
110…希釈槽
111…廃液タンク
112…真空ポンプ
120…液絡部
121~127…電磁弁
131…内部標準液用シリンジポンプ
132…希釈液用シリンジポンプ
133…シッパーシリンジ
141…内部標準液ボトル
151…希釈液ボトル
161…比較電極液ボトル
170…測定部
171…電位測定部
172…濃度算出部
174…出力部
175…装置制御部
176…入力部
181…妨害イオン解析部
182…記憶部
611…感応膜
701…Clイオン電極(イオン選択性電極)
702…比較電極
711…試料液用シリンジ
712…シリンジ
910…膜内拡散律速
920…境界膜内拡散律速
100...Electrolyte concentration measuring device (electrolyte analyzer)
101...Cl ion electrode (ion selective electrode)
102...K ion electrode (ion selective electrode)
103...Na ion electrode (ion selective electrode)
104...
702...
Claims (15)
妨害イオンに対する経時的な電位変化の関係を格納した記憶部を有しており、
前記イオン選択性電極に検体が接液した後、前記検体の液静止中に前記イオン選択性電極から得られる経時的な電位変化に基づき、前記妨害イオンの影響を検知する妨害イオン解析部を有する
ことを特徴とする、電解質分析装置。 In an electrolyte analyzer that has an ion-selective electrode and uses potential measurement,
It has a memory section that stores the relationship of potential changes over time with respect to interfering ions,
After the sample comes into contact with the ion-selective electrode, the sample includes an interfering ion analysis unit that detects the influence of the interfering ions based on a potential change over time obtained from the ion-selective electrode while the sample is still. An electrolyte analyzer characterized by:
前記濃度算出部は、前記妨害イオン解析部によって検知された前記影響に基づき、前記影響を補正して測定対象イオンの濃度を算出する
ことを特徴とする、請求項1に記載の電解質分析装置。 The electrolyte analyzer has a concentration calculation unit that calculates the concentration of the ion to be measured,
The electrolyte analyzer according to claim 1, wherein the concentration calculation section calculates the concentration of the measurement target ion by correcting the influence based on the influence detected by the interfering ion analysis section.
前記イオン選択性電極の電位波形と、
測定対象イオンとは異符号のイオンに応答する電極の電位波形と、
を比較することを特徴とする、請求項1に記載の電解質分析装置。 The interfering ion analysis section includes:
a potential waveform of the ion-selective electrode;
The potential waveform of the electrode that responds to ions with a different sign from the ions to be measured,
The electrolyte analyzer according to claim 1, characterized in that the electrolyte analyzer compares.
各前記イオン選択性電極から得られる経時的な電位波形に基づき、N+1個以上のイオン種についてのイオン濃度を測定する
ことを特徴とする、請求項1に記載の電解質分析装置。 Equipped with N ion-selective electrodes having different characteristics,
2. The electrolyte analyzer according to claim 1, wherein the ion concentration of N+1 or more ion species is measured based on a potential waveform over time obtained from each of the ion-selective electrodes.
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